[發明專利]井下開關控制系統及方法

在審

• 申請號: 201710705966.9
• 申請日: 2017-08-17
• 公開（公告）號: CN107294221A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 華陳權;馬健鵬;黃紅偉;王基波
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(華東)
• 主分類號: H02J50/10
• 分類號: H02J50/10;H02J50/80;H02J7/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 王術蘭

本發明提供了一種井下開關控制系統及方法，所述系統包括：井下發射裝置，在下井工具的帶動下沿油水井上下移動，用于在與井下接收裝置之間的距離值小于或者等于預設閾值時，向至少一個井下接收裝置發送無線信號，無線信號中攜帶電能，以及，攜帶對井下開關的姿態進行控制的開關控制指令；井下接收裝置，設置于油水井內與油層對應的位置，用于接收所述無線信號，利用電能為自身供電，并將其內部的井下開關的姿態調整為目標姿態，達到提高井下開關控制的穩定性，降低電能補充難度，無需將開關從井下拆卸下來便可進行電能補充，可根據實際生產狀況來靈活調整井下開關的姿態，提高油田作業效率，可保障油田長期有效生產的技術效果。

技術領域

本發明涉及油井自動控制技術領域，尤其是涉及一種井下開關控制系統及方法。

背景技術

我國各大主力油田已進入開采中后期，含水率迅速上升，由于各油層之間滲透率不同，在注水采油時，高滲透率油層與中、低滲透力油層在吸水能力、水線推進度、地層壓力、采油速率、水淹情況等方面各不相同，致使各油層間矛盾突出，層間干擾嚴重，嚴重影響油田開采效果。為提高油田的開采效率，需要有目的性地對含水率高的油層進行封堵，實現穩油控水。其解決方法是在油水井中下入封隔器、油井閥、配水器等井下工具，把含油率、含水率不同的油層分隔開，實現對不同含水率的油層進行分層注水與不同含油率的油層分層采油。

分層采油與分層注水是油田提高原油開采率、減小層間干擾、維持油田長期穩產的有效技術途徑。而在分層作業過程中，其核心技術就是需要實時控制井下各目標油層的井下開關的開啟/關閉以及調節井下開關的開度。

然而，目前的井下開關控制方式會出現以下問題：對于電纜式井下控制開關的電纜線路信號隨距離增加而衰減，通訊效果越來越差，造成深井內與各目標油層的井下開關的通訊困難；對于電池供電的井下開關，電能補充困難，難以長期使用等。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種井下開關控制系統及方法，以緩解現有技術中存在的與井下開關的通訊、電能補充困難的技術問題。

第一方面，本發明實施例提供了一種井下開關控制系統，包括：井下發射裝置和井下接收裝置；

所述井下發射裝置，用于設置于油水井內，并在下井工具的帶動下沿所述油水井上下移動，用于在與所述井下接收裝置之間的距離值小于或者等于預設閾值時，向至少一個所述井下接收裝置發送無線信號，所述無線信號中攜帶電能，以及，攜帶將井下開關的姿態調整到目標姿態的開關控制指令；

所述井下接收裝置，設置于油水井內與油層對應的位置，用于接收所述無線信號，利用所述電能為自身供電，并將其內部的井下開關的姿態調整為所述目標姿態。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，所述井下發射裝置包括：電源模塊、第一微控制器、逆變電路、信號調制電路和磁耦合發射線圈；

所述逆變電路的供電端與所述電源模塊連接，所述逆變電路的控制端與所述第一微控制器連接，所述逆變電路的輸出端與所述磁耦合發射線圈連接，用于根據所述第一微控制器的控制將電源模塊提供的直流電轉化為交流電；

所述磁耦合發射線圈，用于向至少一個所述井下接收裝置發送攜帶交流電的電能的無線信號；

所述信號調制電路的輸入端與所述第一微控制器連接，所述信號調制電路的輸出端與所述磁耦合發射線圈連接，用于將所述開關控制指令調制在待發送的所述無線信號上。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，所述井下發射裝置還包括：線圈電流采樣電路和脈沖寬度調制PWM電路；

所述線圈電流采樣電路，其檢測端與所述磁耦合發射線圈連接，其輸出端與所述第一微控制器連接，用于檢測所述磁耦合發射線圈的電流值，并將所述電流值發送給所述第一微控制器；